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B. Zusammenfassung
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Es wird eine Vorrichtung zum Andruck von Defibrillationselektroden
an den Thorax des Patienten vorgeschlagen, die die Form einer pneumatisch oder hydraulisch
aufblasbaren Weste hat. Sie braucht erst im Bedarfsfalle aufgeblasen zu werden wozu
die Mittel zur Erzeugung des Druckes in der Weste schaltungsmäßig mit dem Defibrillationsgerät
gekoppelt sein können. Nach Auslösung des Defibrillationsschocks kann ebenfalls
durch eine entsprechende Koppelung der Druck in der Weste wieder automatisch verringert
werden.Diese erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zur Halterung und Applikation
von Elektrokardiographie-Elektroden dienen.
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C. Stand der Technik Zur Beseitigung von Herzkammerflimmern und Vorhof-Tachykardien
wird durch das Herz einige Millisekunden lang ein Strom von einigen Ampere im Falle
der Vorhof-Tachykardie-oder von einigen 10 A im Falle des Herzkammerflimmerns-geleitet.
Hierzu werden zwei großflächige Elektroden mit einem Durchmesser von z.B.
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8 cm mit Hilfe elektrisch isolierter Handgriffe mit einer Kraft von
einigen 10 Newton auf den Brustkorb gedrückt. In diesem Fall spricht man von der
Anterior-anterior-Position der Elektroden. Bei der Anterior-posterior-Position der
Elektroden wird nur eine Elektrode mit Hilfe des Handgriffes auf den Brustkorb gedrückt,
die zweite Elektrode wird in der Weise zwischen den Rücken des liegenden Patienten
und die Liegefläche, das ist z.B. die Matratze des Bettes oder der Fußboden, geschoben,
daß die Posterior-Elektrode durch das Gewicht des Patienten und durch die für den
Andruck der Anterior-Elektrode aufgewandte Kraft gegen den Rücken des Patienten
gepreßt wird. Obwohl Berechnungen über die Verteilung der Stromdichte im Thoraxraum
und die klinische Erfahrung für die Anwendung der Anterior-posterior-Elektrodenlage
sprechen, wird aus praktischen Gründen im Notfall, nämlich bei Kammerflimmern, die
Anterior-anterior-Position
bevorzugt.
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Bei der Defibrillation mit Hilfe der genannten großen elektrischen
Ströme sind geringe elektrische Ubergangswiderstände zwischen den elektrisch leitenden
Elektrodenflächen und der Haut von großer Bedeutung. Ein zu großer elektrischer
Widerstand kann erstens zu Hautverbrennungen führen, und er kann zweitens zur Folge
haben, daß der gesamte Widerstand zwischen den beiden Elektroden so groß wird, daß
der durch das Herz fließende Strom zur Depolarisation einer genügend großen Anzahl
von Herzmuskelzellen nicht ausreicht. In diesem Fall wird das Kammerflimmern nicht
beseitigt. Deshalb werden die Schockelektroden mit einer elektrisch leitenden Paste
bestrichen, die Kontaktlücken zwischen der Haut und der Elektrodenfläche ausfüllen
kann und somit für einen geringen Uberganswiderstand beiträgt.
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Wird bei einem in stationärer Behandlung befindlichen Patienten, z.B.
nach einem Herzinfarkt, mit dem Auftreten von Kammerflimmern gerechnet, dann wird
ein Defibrillator bereitgestellt, damit die Zeit zwischen der Entdeckung des Kammerflimmerns
und der Defibrillation so kurz wie möglich gehalten werden kann. Um diese Zeit klein
zu halten, werden auch die Defibrillatorelektroden bereits vor dem erwarteten Kammerflimmern
mit Leitpaste bestrichen.
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D. KrOitik des Standes der Technik Tritt Kammerflimmern bei einem
im Bett liegenden Patienten auf, sind eine Reihe von Maßnahmen erforderlich, bevor
der Patient defibrilliert werden kann: Die Bettdecke und die Bekleidung des Patienten
müssen soweit entfernt werden daß der Thorax frei liegt. Liegt der Patient auf der
linken Seite, muß er in die Rückenlage gedreht werden. Wenn Elektroden
zur
Ableitung des Elektrokardiogramms an den für die Positionierung der Defibrillatorelektroden
optimalen Stellen angebracht werden, so müssen diese EKG-Elektroden entfernt werden,
was die Uberprüfung des EKG nach der Defibrillation verzögert. Der die Defibrillation
ausführende Arzt muß eine solche Stellung zum Patienten einnehmen, daß er die Defibrillatorelektroden
mit hinreichender Kraft auf die optimalen Stellen des Brustkorbs drücken kann, ohne
daß er gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen sich selbst und
dem Patienten herstellt. Die instabile Lage des Patienten auf der weichen Matratze
erschwert dies.
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Die aus den obengenannten Gründen vorzuziehende Anteriorposterior-Defibrillation
ist bei dem im Bett liegenden Patienten nicht ohne weiteres anwendbar, da die Matratze
unter der Posteriorelektrode keinen hinreichenden Andruck der Posteriorelektrode
an den Rücken des Patienten ermöglicht.
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Die nach einem erfolglosen Defibrillationsversuch erforderliche extrakorporale
Herzmassage und die Atemspende muß bei der beschriebenen, heute üblichen Defibrillationsprozedur
für eine unerwünscht lange Zeitdauer unterbrochen werden, wenn das Patientenbett
infolge von Hilfsapparaturen wie Patientenüberwachungsgeräte, Respiratoren, Infusionsgeräte
nicht von allen Seiten zugänglich ist, so daß der die Defibrillation ausführende
Arzt bei der Vorbereitung der Defibrillation die Durchführung der anderen Hilfsmaßnahmen
behindert.
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Es ist deshalb naheliegend gewesen, Defibrillationselektroden bereits
vorsorglich auf dem Thorax bzw. Rücken solcher Patienten zu befestigen, bei denen
die Notwendigkeit der Defibrillation zu erwarten ist und sie schon an den Defibrillator
anzuschließen, was die oben beschriebenen Nachteile behebt.
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Dieses Verfahren hat aber einen anderen Nachteil: Es ist nicht gelungen,
einen hinreichend kleinen elektrischen Widerstand zwischen dem elektrisch leitenden
Teil der Defibrillationselektrode
und der Haut über viele Stunden
sicherzustellen. Um eine gleichmäßige Verteilung der Stromdichte über die gesamte
Elektrodenfläche herzustellen, darf der Widerstand nicht nur an bestimmten Stellen
zwischen der Defibrillationselektrode und der Haut, sondern muß überall zwischen
Defibrillationselektrode und Haut hinreichend klein sein. Das vorsorgliche Anbringen
von Defibrillationselektroden gemäß dem Stand der Technik birgt zudem die Gefahr
von Hautverbrennungen, die Gefahr ungleichmäßiger Stromdichteverteilung und die
Gefahr der Verringerung der Stromstärke infolge eines zu hohen Gesaintwiderstandes
in sich. Wenn eine solche Elektrode vor der Defibrillation überprüft und bei zu
hohem Übergangswiderstand entfernt werden muß, wird die Defibrillation unzulässig
verzögert, so daß vorsorglich angelegte Defibrillationselektroden nach dem Stand
der Technik sogar als schädlich betrachtet werden müssen.
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Aufgabe Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, Mittel zu schaffen, daß der elektrische Widerstand zwischen den Flächen
der Defibrillationselektroden und der Haut auf jeden Fall erheblich verringert wird,
indem für einen hinreichenden und gleichmäßigen Andruck im Schockauslösefall gesorgt
wird. Des Weiteren wurde das Ziel verfolgt, daß der Andruck nur dann ausgeübt wird,
wenn ein Defibrillationsschock ausgelöst werden soll#, der Druck sich aber wieder
automatisch verringert, wenn die Defibrillation beendet ist. Mit der Vorrichtung
gemäß der Erfindung sollten aber auf jeden Fall auch mehr oder weniger elastische
Binden oder Gurte, mit deren Hilfe die Defibrillationselektroden vorsorglich am
Thorax angelegt werden und angelegt bleiben und die somit für längere Zeit auf die
Haut drücken, vermieden werden, weil damit eine starke Belästigung des Patienten
und eine Beeinträchtigung der Atmungsbewegungen verbunden ist. Schließlich sollte
die Anwendung von an den Körper des Patienten anschmiegbaren, zu einem gleichen
Übergangawiderstand führenden, Kontaktlücken weitgehend vermeidenden Elektroden
ermöglicht werden.
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E. Lösung Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung
gemäß Anspruch 1 vorteilhaft gelöst.
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F. Vorteile Mit der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen pneumatisch
oder hydraulisch aufblasbaren Weste können die Defibrillationselektroden auf jeden
Fall mit dem gewünschten Andruck gleichmäßig auf den Thorax des Patienten gepreßt
werden. Dadurch wird erreicht, daß der elektrische Widerstand zwischen den Elektrodenflächen
und der Haut sehr gering wird, insbesondere wenn die Elektrodenflächen noch mit
einer leitenden Paste wie üblich bestrichen sind. Eine solche Weste kann im Bedarfsfall
schnell von Hand mittels eines Handballons oder mit anderen motorbetriebenen Pumpvorrichtungen
auf einen gewünschten meßbaren und einstellbaren Druck aufgeblasen werden. Nach
Beendigung der Defibrillation kann der Druck wieder insbesondere automatisch abgelassen
werden. Lästige und die Atmung behindernde Dauergurte werden dadurch vermieden.
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Die beschriebene Vorrichtung erlaubt es auch, während der Defibrillation
niedrigerelektrische Widerstände zwischen den Elektroden und der Haut zu erreichen,
als dies bei der heute üblichen Defibrillation mit Hilfe der von Hand auf die Haut
gedrückten Elektroden möglich ist. Die vorsorglich unter Verwendung von Leitpaste
auf der Haut befestigte Defibrillationselektrode hat den Vorteil, daß die Leitpaste
genügend Zeit hat, in die oberen Schichten der zunächst schlecht leitfähigen Haut
einzudringen, was bei dem heute üblichen Defibrillationsverfahren unter Verwendung
der mit Hilfe von Griffen auf die Haut gedrückten Elektroden nicht der Fall ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verknüpft in vorteilhafter Weise die Möglichkeiten
zur
Verringerung des elektrischen Widerstandes zwischen den Defibrillationselektroden
und der Haut, nämlich zum einen durch Verwendung von Leitpaste, die in die oberen
Hautschichten eindringt, zum anderen durch Erzielung eines gleichen Andrucks auf
die Haut und schließlich durch Verwendbarkeit flexibler Elektrodenformen, die sich
an die Körperoberfläche durch den pneumatisch oder hydraulisch ausgeübten Druck
weitgegend anschmiegen und somit ebenfalls zur Beseitigung von Kontaktlücken beitragen.
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G. Ausführungsbeispiel Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit
der Figur dargestellt. Sie zeigt einen Ouerschnitt durch den Thorax eines Patienten
mit angelegter Weste gemäß der Frfindlmg senkrecht zur Körperachse (Wirbelsäule)
mit Blick in Richtung auf die Füße des Patienten.
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Der Patient liegt auf einer Unterlage 1, wobei rechts und links vom
Thorax 2 die Lage der beiden Arme 4 und 5 angedeutet sind. Die Lage des Herzens
3 ist in schematischer Form gestrichelt angegeben. Der Thorax wird von einer Weste
6 aus flexiblem, luftdichtem Material oder Gewebe umhüllt, die an der Brustseite
einen Verschluß 11 hat, der ein Riemen oder ein Schnallen- oder ein Knopfverschluß
oder dergleichen sein kann. Dieser Verschluß soll genügend verstellbar sein, damit
die Weste an die Größe des Thorax 2 angepaßt werden kann. Die zu applizierenden
Defibrillationselektroden 8a bzw. 8b und 8c sind zwischen der Weste und der Oberfläche
des Thorax einzuschieben. Die Elektroden können flache Metallplatten sein, vorzugsweise
empfehlen sich aber Elektroden aus einem flexiblen Material, z.B. aus Metallgewebe
oder aus einer metallisierten Gewebe- oder Kunststoffolie. Die Defibrillationselektroden
sind über die Leitungslitzen 8d, 8e bzw. 8f, 8e an den schematisch dargestellten
Defibrillator 10 angeschlossen. Durch Betätigung eines Schalters 10a wird der Defibrillationsschock
bzw. die Aufladung der Ladungsspeicher
im Defibrillator 10 ausgelöst.
Dadurch, daß erfindungsgemäß die Weste 6 pneumatisch oder hydraulisch aufgeblasen
werden kann, können nicht nur die beiden Anteriorelektroden 8a und 8c angewandt
werden sondern mit gleich gutem Ergebnis auch eine Anteriorelektrode 8a und eine
Posteriorelektrode 8b; im letzteren Falle an der linken Brust- und Rückenseite 2a
und 2b des Patienten.
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Die doppelwandige Weste 6 kann entweder insgesamt als Ganzes aufblasbar
sein, wozu sie auch luftdicht sein muß oder sie besitzt wenigstens an den Brust-
und Rückenseiten, wo die Defibrillationselektroden anzulegen sind, Lufttaschen 7a,
7b und 7c. Vorzugsweise sind aber die Lufttaschen vollständig symmetrisch angeordnet,
so daß noch eine vierte Lufttasche 7d an der rechten Rückenseite sinnvoll ist. Diese
Lufttaschen können einze)naufblasbar sein, jedoch sind auch sie zweckmäßig miteinander
durch Schläuche 7e und 7f miteinander verbunden, so daß sich in ihnen beim Aufblasen
ein gleicher Druck einstellt. Dadurch werden die Elektroden 8a, 8b, 8c auch mit
einem gleichen Druck auf den Thorax angepreßt, wobei sie sich auch an die Körperoberfläche
anschmiegen und daher weitgehend Kontaktlücken ausschalten. Wegen des gleichen Druckes
ist dann auch der übergangawiderstand zu der Haut bei jeder Elektrodenlage'gleich.
Durch Einreiben der Haut und Bestreichen der Kontaktflächen der Elektroden mit Leitpaste
kann im übrigen zur Erzielung eines sehr geringen, lückenlosen Ubergangswiderstandes
beigetragen werden.
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Zu erwähnen ist noch, daß die Elektroden 8a, 8b, bzw. 8c auch fest
oder abnehmbar und in der Anordnung verstellbar mit der Weste 6 verbunden sein können.
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Die Weste 6 bzw. ihre Lufttaschen 7a...7d können erfindungsgemäß pneumatisch
oder hydraulisch aufgeblasen werden.
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Das pneumatische Verfahren ist jedoch empfehlenswerter, weil sich
von vornherein unabhängig von der Füllmenge überall ein gleicher Druck herstellt,
während bei einer hydraulischen Druckerzeugung zuerst nur die Taschen an der Rückenseite
aufgefüllt werden. Der Figur liegt daher die Ausführungsform mit pneumatischer Druckerzeugung
zugrunde.
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Zum Aufblasen der Weste bzw. ihrer Lufttaschen kann in einfacher Weise
ein Handballon verwendet werden, wie er auch zum Aufblasen der Manschette von Blutdruckmeßgeräten
dient.
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Die Erfindung gewährleistet aber in sehr vorteilhafter Weise auch
eine gegenseitige Steuerung der Schockau-slösung, des Aufblasvorganges und der Druckentlastung
durch schaltungsmäßige Kopplung. Dazu wird vorteilhaft anstelle eines Handballons
entweder eine kleine motorbetriebene Luftpumpe oder ein Druckluftbehälter 7h verwendet
und der erreichte Druck wird in einer der Lufttaschen mittels eines Drucksensors
12 gemessen und überwacht, der über eine Signalleitung 15 mit dem Defibrillator
10 in der Weise gekoppelt ist, daß die Schockauslösung bzw. die Aufladung der Speicherkondensatoren
des Defibrillators erst dann ausgelöst wird, wenn ein vorbestimmter gewünschter
pneumatischer Druck in der Weste erreicht ist. Vorteilhafterweise ist dieser dann
auch nur so lange aufrechtzuerhalten wie Defibrillationsschocks über die Elektroden
8a, 8b bzw. 8a, 8c appliziert werden müssen. Die druckmäßige Entlastung des Patienten
nach der Schockauslösung ist auf jeden Fall empfehlenswert. Dazu dient eine schaltungsmäßige
Kopplung über die Signalleitung 14, 14a zwischen dem Defibrillator 10 und dem pneumatischen
Gebläse 7h und einem Ablaßventil 15, das an den das Gebläse 7h mit den Luftkammern
in der Weste 6 verbindenden Luftschlauch 7g angeschlossen ist. Automatisch kann
dann das Gebläse abgestellt und das Ventil 15 geöffnet werden, wenn die Defibrillation
beendet ist.
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Wie die beschriebene Ausführung zeigt, eröffnet folglich die Erfindung
sehr vorteilhafte Möglichkeiten zur Verbesserung und Vervollkommnung des therapeutisch
äußerst wichtigen Defibrillationsverfahrens , mit dem in vielen Fällen ein schneller
Herztod verhindert werden kann.
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Die erfindungsgemäß aufblasbare Weste kann im übrigen auch in vorteilhafter
Weise für die Applikation und Halterung von Elektrokardiographie-Elektroden verwendet
werden, die zur Abnahme von elektrischen Herzaktionsspannungen vom Thorax dienen.
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